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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
FACULTAD DE INGENIERIA QUÍMICA Y TEXTIL
CLARIFICACIÓN DE AGUA RESIDUAL GENERADA EN LA
FABRICACIÓN DE PAPEL TISSUE CON FINES DE REUSO
EN EL PROCESO PRODUCTIVO
INFORME DE SUFICIENCIA
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO QUÍMICO
POR LA MODALIDAD DE ACTUALIZACIÓN DE CONOCIMIENTOS
PRESENTADO POR:
JOHNNY ÁNGEL AP AZA CALLA
LIMA-PERÚ
2007
RESUMEN
El presente informe tiene por objetivo hacer conocer los procesos de clarificación
de agua, así como los elementos necesarios para la clarificación en la industria de
papel Tissue, de manera específica se trata de informar acerca de la forma de
reutilización del agua en esta industria, ello debido a que la cantidad utilizada en
la industria de papel Tissue es extremadamente alta.
Hoy en día las industrias papeleras son las actividades que más contaminan el
medio ambiente, es por ello que en el presente informe, se realizarán
procedimientos adecuados con el fin de eliminar y/o reducir la generación de
desperdicios , así también optimizar el empleo de materias primas e insumos en la
industria de papel Tissue.
Se describe las tecnologías de control para las corrientes de residuos de estas
industrias, usando métodos que sean compatibles con los ecosistemas, asimismo
se describe los parámetros de la calidad del agua clarificada aplicables al sector
papelero.
En la corriente de residuos líquidos se detallan las técnicas de clarificación de
aguas, así como los elementos necesarios para la clarificación.
ÍNDICE
Pág.
I. INTRODUCCIÓN 1
II. CONCEPTOS GENERALES 2
2.1. El papel 2
2.2. Fibras de papel 2
2.3. El papel Tissue 3
2.4. Características técnicas 3
2.5. Aplicaciones 3
2.6. Procesos de fabricación de papel Tissue 4
2.6.1. Recolección 4
2.6.2. Trituración (pulper) 6
2.6.3. Remoción de las impurezas 7
2.6.4. Blanqueo y mejora de la pasta 9
2.6.5. Dispersión 9
2.6.6. Refino 9
2.6.7. Prensas y secadores 10
2.6.8. Secado 11
2.6.9. Pope 11
2.7. El agua en la fabricación de papel Tissue y sus aplicaciones 13'
2.7.1. Utilización de las aguas en la industria de papel Tissue 13
2.7.2. Características del agua que ingresa al proceso de
producción 14
2.7.3 Fuentes de contaminación del circuito de aguas 16
2.7.4. Cierre de los circuitos de agua en la industria papelera 18
III. PROCESOS DE CLARIFICACIÓN DE AGUA EN LA INDUSTRIA DE
PAPEL TISSUE
3. 1. El concepto de la gestión del agua en la industria del papel Tissue 23
3 .2. Procesos de clarificación de aguas residuales en la industria de
papel Tissue 24
3.3. Tecnologías de control de residuos para efluentes líquidos 26
3.4. Selección del proceso de clarificación para el agua residual de
papel Tissue 27
3. 5. Procesos de clarificación de aguas en flotación por aire disuelto
(DAF)
3.6. Aplicación de polímeros en DAF
3. 7. DAF (principios generales de operación)
IV. CONCLUSIONES
V. BIBLIOGRAFÍA
VI. GLOSARIO DE TÉRMINOS
32
34
34
37
39
40
CAPÍTULO I: INTRODUCCIÓN
El presente informe aborda en sí el proceso de clarificación del agua residual y el
porque de su tratamiento además de algunos inconvenientes que pueden surgir en
la reutilización. Este tratamiento del efluente se da exclusivamente porque el agua
es uno de los principales insumos que se utilizan en mayor cantidad además de ser
un recurso limitado y con esta reutilización se disminuyen costos de producción.
El reciclado del agua en la fabricación de papel Tissue también afecta a la calidad
del producto final. Los típicos defectos de mal funcionamiento identificados son la
menor resistencia del papel, el deterioro de la calidad en forma de agujeros y
manchas, menor retención, corrosión, problemas de olores, formación de espumas
e incrustaciones.
Para la determinación de la elección del sistema de clarificación se suele realizar
convencionalmente por dos sistemas principales: decantación y la filtración. El
primero consiste en retener en un depósito el líquido que contiene sólidos en
suspensión (normalmente aglomerados en partículas mayores por medio de la
floculación) de modo que decanten al cabo de un cierto tiempo en el fondo, de
donde se van retirando continua o periódicamente. La filtración por su parte
consiste en forzar el paso del líquido a través de medio filtrante (mallas con
diferentes medidas, arena, etc.), donde son retenidos los sólidos, que
posteriormente se retiran limpiando el medio filtrante.
La flotación por aire disuelto es el tercer sistema del que trataremos, se basa en el
principio de la solubilidad del aire en el agua sometida a presión., y agitando el
conjunto por diversos medios, hasta lograr la dilución del aire en el agua.
Posteriormente despresuriza el agua en condiciones adecuadas, desprendiéndose
gran cantidad de micro burbujas de aire. Estas se adhieren a los flóculos en
cantidad suficiente para que su fuerza ascensional supere el reducido peso de los
flóculos, elevándolos a la superficie, de donde son retirados continua o
periódicamente, por distintos medios mecánicos.
CAPÍTULO 11: CONCEPTOS GENERALES
2.1. El papel
El papel es un afieltrado de fibras unidas tanto fisicamente, por estar entrelazadas
a modo de malla, como químicamente por puentes de hidrógeno. Se cree que fue
inventado por Ts'ai Lun en el año 105. El nombre viene de papiro, que es como se
llamaba un antecedente egipcio del papel, hecho con fibras de la planta del mismo
nombre.
2.2. Fibras del papel
Dependiendo de su origen, las fibras celulósicas empleadas para la obtención de
papel pueden clasificarse en dos grupos, fibras madereras y no madereras.
2.2.1. Fibras madereras
Provienen de especies vegetales que desarrollan un tronco donde se acumulan
preferentemente las mejores fibras. En función del tamaño de las fibras que
proporcionan las diferentes especies se puede realizar una nueva clasificación:
� Fibras cortas: corresponden a árboles de madera dura, como el eucalipto
y algunas especies de frondosas (abedul, chopo, arce o haya), y su longitud
está comprendida entre los O, 75 mm. y los 2 mm. de largo, conteniendo
además un porcentaje más elevado de celulosa.
� Fibras largas: provienen de árboles de madera blanda, fundamentalmente
coníferas como el abeto y el pino, y su longitud está comprendida entre los
3 y 5 mm., resultando la pasta de papel más resistente.
2.2.2. Fibras no madereras
Son originarias de diferentes especies de arbustos. En los países industrializados
se utilizan para producir papeles especiales, sin embargo, en otros países son la
principal materia prima para la fabricación de papel (por ejemplo en China
3
suponen el 60% de las fibras utilizadas para la producción de papel). Estas fibras
presentan un gran potencial de desarrollo para sustituir a las fibras madereras. Las
especies más utilizadas son: algodón, cáñamo, lino, paja de cereales y fibras
recuperadas.
2.3. Papel Tissue
Se llama papel Tissue a un papel suave y absorbente para uso doméstico y
sanitario, que se caracteriza por ser de bajo peso y crepado, es decir, con toda su
superficie cubierta de microarrugas, las que le confieren elasticidad, absorción y
suavidad.
El crepado aumenta la superficie específica del papel y abre las fibras,
permitiendo mayor capacidad de absorción y mayor flexibilidad que las de una
hoja de papel corriente.
2.4. Características técnicas
Según el uso al que vaya dirigido, necesita unas características técnicas
específicas. Para ello se miden las cualidades del papel. Las más comunes son:
>,, Peso - Gramaje: peso en gramos por unidad de superficie (gr/m2).
>,, Resistencias: resistencia que ofrece el papel frente a la aplicación de una
fuerza, se da tanto longitudinal como transversal.
>,, Blancura: grado de blancura.
}- Resistencia en húmedo: diferencia en mm de una muestra seca y la misma
muestra una vez aplicado un chorro de agua.
2.5. Aplicaciones
Tissue sanitario, se destina a la fabricación de papel higiénico, toallas, servilletas
de cocina, etcétera. Los papeles Tissue son fabricados a base de fibra virgen o
papel reciclado o una mezcla de ambos, y se utilizan en productos de higiene
personal (papel higiénico, pañales, pañuelos.), en el ámbito doméstico (toallas y
servilletas) y como material sanitario.
4
Fig. 1 Usos del papel Tissue
2.6. Procesos de fabricación de papel tissue
2.6.1. Recolección (reciclaje de papel)
Por reciclaje de papeles se entiende el proceso de recolectar en las ciudades
papeles y cartones ya usados, y transformarlos en nuevos papeles, mediante un
proceso industrial que separa las fibras vegetales útiles, de las impurezas que traen
los papeles en desuso.
El reciclaje de los papeles y cartones usados se inicia con su recuperación p_or
parte de empresas especializadas, que los recolectan desde oficinas, imprentas,
supermercados, centros comerciales y ciudades, para posteriormente llevarlos a
las fábricas papeleras donde servirán de materia prima para producir nuevos
papeles. Así la industria de papel Tissue clasifica al papel reciclado de la siguiente
manera:
Blanco: cuadernos, papel sin color, impresos, fotocopias, libros.
Mixto 1: revistas, papel con fibra mecánica, papel de color, facturas.
Mixto 2: mayor porcentaje de fibra mecánica, revistas de colores, periódicos
etiquetas, etc.
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Tabla I Características de los distintos tipos de papel reciclado
Características Blanco Mixto l Mixto 2
Cenizas 15-18% 17-20% 19-21%
Humedad 8-9% 8-9% 8-9%
Fibra Mecánica 0% 25% 50%
Contaminantes 1% 3% 5%
Fig. 2 Fases de clasificación y enfardados de papeles viejos
2.6.2. Pulper (trituración del papel)
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La pasta se prepara en un aparato llamado pulper (dispositivo semejante a una
gran batidora), donde se mezcla agua con la pasta de papel. La pasta puede estar
en forma de fardos (muchas hojas de pasta de papel), a granel (pasta de papel
desmenuzada) o, si se trata de una fábrica integrada cuyo proceso de pasta y de
papel se realiza en la misma factoria, en suspensión de agua.
El pulper es una gran cuba, en cuyo interior se encuentra una gran hélice. Al
añadir la pasta de papel, comienza el proceso de disgregación de fibras, primero
por el impacto al caer los fardos, después por el rozamiento de la hélice con la
pasta y finalmente por el rozamiento de las mismas fibras entre sí. Esta acción
genera calor que ayuda a la dispersión.
Según el tipo de producción, se puede usar papel viejo, obteniendo un papel de
menor calidad (papel reciclado). Aunque siempre se mezcla con pasta virgen, ya
que las fibras se estropean, se rompen y dejan de ser útiles para la fabricación. Es
imposible reciclar o reutilizar papel indefinidamente.
Un metro cúbico de dicha pasta está conformado por un 3% a un 16% de fibras
vegetales y sólidos, y el resto es agua. Este porcentaje de fibras, sólidos y agua, se
denomina consistencia de la mezcla. Las impurezas más pesadas, típicamente
metales, se depositan en el fondo del pulper, desde donde son extraídas a través de
placas agujereadas y separadas del proceso de reciclaje.
En el caso de hojas de papel usado de más dificil disgregación, el agua del pulper
es calentada a temperaturas de 65ºC, agregándosele productos químicos, jabones
y otros agentes.
7
Fig. 3 Trituración de papel (pulper)
2.6.3. Remoción de las impurezas
Las impurezas son materiales indeseados que vienen en el papel usado y que, si
no son removidas, obstaculizarán tanto el proceso de reciclaje, como la posterior
producción de nuevos papeles y cartones. El efecto negativo de las impurezas
hace disminuir la eficiencia de la máquina papelera y reduce la calidad del nuevo
papel a producir.
Las impurezas pesadas incluyen metales, tuercas, pernos, tomillos, alambres, latas
de bebidas, grapas� arena, piedras y vídrios. Estos contaminantes llegan dentro de
los fardos de papel usado y son, por lo general, extraídos en el pulper.
Las impurezas livianas consisten en plásticos, ceras, pegamentos, colas,
autoadhesivos y adhesivos, astillas de madera y tintas de imprenta. La tinta de las
palabras impresas es la más común de las impurezas encontradas y, según haya
sido el tipo de impresión empleado, será más simple o complejo removerla de las
fibras vegetales.
8
Los sistemas de remoción de las impurezas se diseñan para remover, en primer
lugar, las impurezas de mayor tamaño. Éstas se remueven de la pasta antes de que
puedan romperse en partículas más pequeñas, las que después serían más dificiles
de eliminar. Con un sistema de remoción de impurezas diseñado apropiadamente,
hasta un 99% de las impurezas puede ser removido, dependiendo de la clase de
papel usado que se esté reciclando.
La pasta que proviene del pulper es recibida por una serie de depuradores, que son
grandes conos que centrifugan la pasta igual que una lavadora doméstica,
impulsando por gravedad las fibras y las impurezas más pesadas, para hacerlas
pasar a través de placas ranuradas, que funcionan igual que tamices o coladores,
que permiten el filtrado sólo de las partículas menores, cerrando el paso a las
partículas más grandes. Según avanza el proceso de depuración, las placas
contienen, secuencialmente, ranuras de menor tamaño, de manera que al término
de esta etapa del proceso, sólo las fibras vegetales ingresan a la máquina papelera.
Fig. 4 Depurador de baja consistencia
9
2.6.4. Blanqueo y mejora de la pasta
En algunos casos, y en función del grado de blancura que se quiere aportar al
papel reciclado, la pasta reciclada se blanquea con cloro, hipoclorito o peróxido, o
preferiblemente con compuestos oxigenados menos contaminantes.
También es habitual que una vez depurada la pasta sea tratada para mejorar la
calidad de la misma. En estos casos se añade pasta virgen u otros productos como
almidón o colorantes.
2.6.5 Dispersión
Esta etapa consiste el reducir el tamaño de las pintas, stickies y gomas.
Fig. 5 Dispersor
2.6.6. Refino
Después, las fibras en suspensión se han de tratar físicamente mediante un
proceso de fricción y unirse entre ellas. A este proceso se le llama refino. Consiste
en frotar las fibras entre sí y contra unos discos metálicos. Esto hace que se
rompan parcialmente y se creen una especie de pelos que son los que crearán los
puentes de hidrógeno y darán al papel mayor resistencia a la tracción.
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Cada tipo de fibra papelera y cada tipo de papel usan una refinación distinta que
se adecua a cada necesidad. Al aumentar el grado de refinación de una pasta
disminuye su opacidad, aumenta la resistencia a la tracción y disminuye la
porosidad.
Una vez se le han añadido todos los elementos que se necesitan y la pasta ha
reposado un pequeño tiempo para eliminar la latencia (propensión de la fibra a
enredarse, convirtiéndose en pegotes}, llega a la máquina de papel.
Fig. 6 Refinador
2.6.7. Prensas y secadores
Una vez el papel ya adquirido consistencia, se ha de eliminar toda la humedad
posible, para esta etapa se usa presión y calor aquí la pasta es conducida a través
de prensas que eliminan una cantidad de agua y provocan la unión de las fibras.
Las fibras obtenidas en el proceso de prep�ación de pastas son sometidas a una
depuración final e inyectadas a la sección de formación de la máquina papelera,
que posee una malla sin fin denominada tela, que es donde se forma la hoja de
papel y las fibras se acomodan. En ellas son desaguadas por gravedad y vacío aquí
las fibras quedan retenidas en la parte superior.
11
2.6.8. Secado
En la fase de secado se elimina el agua que se encuentra dentro de la fibra. La
hoja húmeda es transferida a alta velocidad ( aproximadamente 1400
metros/minutos) a un paño continuo denominado fieltro muy parecido a una
alfombra que la transporta y la traspasa a un cilindro metálico de grandes
dimensiones llamado Y ankee, calentado por dentro con vapor y adicionalmente se
le inyecta por fuera aire caliente a 450ºC y a alta velocidad sobre este cilindro la
hoja es secada casi en un 95%.
2.6.9. Pope
Finalmente, el papel fabricado se enrolla en grandes bobinas para su posterior uso.
Fig. 7 Bobina de papel
Fig. 8 Proceso de fabricación de papel
DIAGRAMA DE FLUJO PROCESO DE
FABRICACION DE PAPEL
AGUA FRESCA
1
CORTES DE PAPEL
Y/O CELULOSA PULPER
CAPOTA
PAPEL
YANKEE
SISTEMA MAQUINA PAPELERA
AGUA CLARIFICADA
SISTEMA PREPARACIÓN PASTA SISTEMA CIRCUITO DE APROXIMACION
HOMOGENIZACION DEPURACION
LIMPIEZA
RESIDUOS SOLIDOS
MAQUINA PAPELERA
.-!
REFINACION
PASTA+ AGUA
CLARIFICACION
' ¡ 'Q, ¡ JO�'-,
EFLUENTE
13
2. 7. El agua en la fabricación de papel Tissue y sus aplicaciones
En la fabricación de papel, el principal empleo del agua lo constituye su uso como
medio de dispersión y transporte de las materias primas fibrosas y de los aditivos,
a través de las etapas del proceso de producción, que van desde el pulpeo hasta la
formación. El agua se utiliza también como fluido de intercambio de calor, para el
sellado de los sistemas a vacío, para la producción de vapor, como agente
lubricante, etc. En la Tabla II se resumen los principales usos del agua en esta
industria.
2.7.1. Utilización de las aguas en la industria de papel Tissue (función que
cumple en los distintos procesos)
Tabla II Principales usos del agua en la industria de papel Tissue
Usos Función Ejemplos
Transporte de fibras aditivos, Agua de proceso Transporte
cargas, etc.
Ajuste de Dilución
la consistencia,
preparación de aditivos
Agua para rociadores Mojado de la tela de formación
y toberas Mojado
Lubricante Rodillo de cabeza, de retomo de
la tela, tensor conductor, etc.
Recorte de los laterales de la Corte desborde
banda de papel
Limpieza Limpieza de la tela de formación,
del fieltro, de los rodillos
Dilución Caja de alimentación
Rodillos guía, rodillo supenor, Enfriamiento
partes mecánicas
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Células flotación, caJa de Antiespumante
alimentación, etc.
Sistemas de bombas, sistemas de
accionamiento de máquinas, Agua de refrigeración Enfriamiento
fluidos de lubricación, calandrado,
etc.
Producción de Cilindros secadores Agua de caldera
vapor
Agua de sellado Sellado Cajas de vacío, bombas, etc.
Limpieza de la máquina, Agua de limpieza Transporte
depósitos, tuberías.
El volumen de agua consumida depende de numerosos factores (lo cual explica la
disparidad de los datos encontrados), entre los que cabe destacar tres principales:
el tipo de fibra utilizada como materia prima, el producto fabricado y la tecnología
del proceso de producción
)ii;,, Papel tissue: 15-20 m3/Tn de producto.
2.7.2. Características del agua que ingresa al proceso de producción
La gestión de las aguas en la fabricación de papel hace necesario establecer unas
especificaciones de calidad mínima del agua en función del uso al que se destinan.
En cuanto a las aguas de proceso, es imposible establecer con carácter general una
calidad mínima, debido a la gran variedad, tanto de los procesos que se emplean
como de los constituyentes que pueden formar parte de la composición de estas
aguas. En la Tabla III se indican los intervalos típicos de la composición de las
aguas blancas con altos y bajos niveles .de recirculación. La amplitud de los
intervalos se debe a un gran número de factores: tipo de materia prima fibrosa,
tipo y calidad del producto fabricado, condiciones de fabricación, fuente de
alimentación, grado de cierre del sistema de aguas, eficacia de los tratamientos
internos para la clarificación y reutilización de las corrientes de proceso, etc.
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Tabla m Intervalos típicos de comparación de las aguas blancas
Parámetros Rango
a) Con altos niveles de recirculación
pH 4.9-7.3
Conductividad (ms/cm) 3-11
DQO (mg/1) 4500-22000
DBOs (mg/1) 2000-8000
Sólidos en suspensión (mg/1) 4500-23000
Sólidos disueltos (mg/1) 1000-10000
Sulfatos (mg/1) 240-2350
Cloruros (mg/1) 130-2950
Sodio (mg/1) 100-800
Calcio (mg/1) 360-2040
Magnesio (mg/1) 30-110
Hierro (mg/1) 0.1-47
Aluminio ( mg/1) 0.5 -53
Colonias de microorganismos aerobios (106 col./ml) 100-300
Colonias de microorganismos anaerobios (10b col/mi) 15-950
b) Con bajos niveles de recirculación (*)
DQO(mg/1) 83 -530
DBOs (mg/1) 46-284
Sólidos en suspensión (mg/1) 11-44.5
Sólidos en suspensión de 0.45 µm (mg/1) 102-124
Sólidos en suspensión en la primera hora (mg/1) 0-0.05
Cloruros (mg/1) 35.5-180
(*) a la salida de separación de fibras por sedimentación
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2. 7 .3. Fuentes de contaminación del circuito de aguas
Las fuentes de contaminación de los circuitos de aguas en la fabricación de papel
son: las materias primas fibrosas, los aditivos y el agua de alimentación. A
continuación se estudiará la importancia de las mismas, así como los efectos más
importantes a ser considerados en cada caso en el estudio de la contaminación
producida.
2.7.3.1. Materias primas fibrosas
Las materias primas fibrosas constituyen la fuente de contaminación principal de
las aguas, si bien la naturaleza e importancia de la misma varía considerablemente
en función del tipo de fibra utilizada en el proceso de producción. Los tres
parámetros más importantes son: el contenido de partículas de finos, el contenido
de materia orgánica soluble y la concentración de microorganismos. La
importancia de estos parámetros en función del tipo de fibra utilizada se muestra
en la Tabla IV.
Tabla IV Contaminación del agua de proceso de los distintos tipos de pasta
Contenido Contenido materia Contenido en Tipo de pasta
partículas finas orgánica soluble microorganismos
Mecánica alto alto moderado
Química bajo bajo
blanqueada bajo/moderado
Reciclada sin moderado/alto moderado/ alto alto
destintar
Reciclada bajo/moderado bajo moderado
destintada
Los problemas asociados con los depósitos de materias resmosas en fibras
vírgenes son reemplazados, en este caso, por un gran número de problemas
asociados a los depósitos potenciales de stickies (sustancias pegajosas).
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Las fuentes principales de estos contaminantes potenciales son adhesivos de
contacto (polímeros de estireno-butadieno, acrilatos de vinilo, etc.) y adhesivos de
fusión (por ejemplo, el acetato de vinilo). Otros contaminantes son los
aglutinantes que entran a formar parte de las tintas modernas, como por ejemplo,
las resinas alquídicas en los pigmentos de impresión láser.
Además, todos los papeles estucados contienen aglutinantes en su composición
(polímeros de estireno-butadieno, acetato de polivinilo, etc.). Otra fuente de
contaminación importante de las fibras secundarias es la elevada concentración de
microorganismos como consecuencia de la suciedad y la humedad del medio en
que se almacena el papelote antes de su reutilización. Por otra parte, los almidones
presentes en el papel reciclado son un excelente medio de crecimiento para los
microorganismos presentes en el sistema de aguas de proceso, y, por tanto,
favorecen, el desarrollo de microorganismos y, los problemas asociados a los
mismos.
2. 7 .3.2. Aditivos
Los aditivos se consideran la segunda fuente de contaminación de las aguas de
proceso en la industria de papel Tissue. El número elevado de aditivos que se
puede, incorporar durante el proceso de fabricación hace dificil definir la
naturaleza e importancia de esta fuente de contaminación. En la Tabla V se
recogen los principales aditivos utilizados en esta industria, así como su
aplicación más importante.
Descripción
Encolantes internos
Encolantes superficiales
Tabla V Tipos de aditivos
Aditivos funcionales
Usos
Control de la penetración de líquidos
Mejora de las resistencias superficial,
de la lisura, de la resistencia al agua, de
la abrasividad, etc.
18
Aditivos de resistencia en seco Aumento de la resistencia en seco
Resinas de resistencia en húmedo Aumento de la resistencia en húmedo
Pigmentos Colorantes, meJoran las propiedades
ópticas y de impresión
Cargas Sustitución de las fibras celulósicas
Aditivos de proceso
Acidos, bases y sales Control del pH, meJora de la
formación, retención y drenaje
Agentes de pulpeo y destintaj e Pulpeo y destintado del papelote
Aditivos de retención Mejora de la retención de fibras, finos,
Aditivos de drenaje
Biocidas
Floculantes y agentes de fijación
cargas y pigmentos
Mejora de la eliminación del agua
Control . .
del
m1croorgamsmos
crecimiento
Control de grumos y stickies
de
Inhibidores de incrustaciones y Control de la formación de depósitos y
corrosión de la corrosión
Antiespumantes Control de espumas
Agentes de limpieza Limpieza y acondicionamiento
tela y del fieltro
2.7.4. Cierre de los circuitos de agua en la industria papelera
2.7.4.1. Alternativas mas frecuentes
de la
Si el agua se utilizase en la fabricación de papel en circuitos totalmente abiertos,
el consumo de agua sería técnica, económica y ecológicamente inadmisible en la
actualidad. Por tanto, todas las fábricas utilizan, en mayor o en menor medida,
algún grado de reciclado del agua en el proceso de fabricación. Las alternativas
más frecuentemente adoptadas en la industria papelera para la reducción del
consumo de agua son:
};;, Reutilización de las aguas como aguas de proceso.
� Reutilización del agua clarificada para diferentes aplicaciones.
19
);;- Reutilización del efluente después de su tratamiento como agua de
alimentación.
Dado a que en el proceso si se genera agua residual los cuales contienen sólidos
totales disueltos, fibras celulósicas, microorganismos, aditivos químicos que son
empleados como insumos en el proceso, etc.
2. 7 .4.2. Consecuencias
Los problemas asociados al cierre de los circuitos de las aguas como consecuencia
de la acumulación de sustancias contaminantes en las aguas de proceso son de
muy diversa índole, si bien se pueden clasificar de forma general por los
problemas asociados:
- Incremento de los só1idos en suspensión.
- Incremento de la materia disuelta y coloidal.
- Incremento de la temperatura.
En la Tabla VI aparecen los valores típicos de la calidad del agua clarificada.
Tabla VI Valores típicos de la calidad del agua clarificada
Tipo de papel Sólidos en suspensión a la salida del � Turbidez del agua
clarificada ( mg/1) clarificada (NTU)
Papel Tissue 17 - 32 5 - 100
En la Tabla VII aparecen los principales problemas encontrados en la fábrica de
papel Tissue. Estos problemas se traducen en los siguientes efectos perjudiciales:
);;- Efectos en la productividad de la máquina: peor retención y desgote,
formación de depósitos e incrustaciones, incremento de la frecuencia de
roturas, etc.
);;- Efectos en la eficacia de los aditivos.
);;- Efectos en la calidad del papel: mala formación, disminución de la
opacidad y blancura, presencia de agujeros, suciedad, pérdida de
resistencia mecánica y química, etc.
20
Tabla VII Consecuencias del cierre del sistema de aguas en la industria de
papel Tissue
Ventajas Inconvenientes
Aumento de los sólidos en suspensión
Menor producción de lodos Bloqueo de tuberías y rociadores
Manchas en el producto
Formación de depósitos
Menor pérdida de materias primas Abrasión
Reducción de la vida de la tela
Aumento de finos
Modificación de la capacidad de drenaje
Aumento de los sólidos disueltos
Incrustaciones
Formación de depósitos y grumos
Mayor retención de Ja materia Incremento de la actividad microbiológica
disuelta Corrosión
Color
Desequilibrio de la química del wet-end
Aumento de la temperatura
Mejora de los procesos de drenaje Problemas de encolado
Reducción de la capacidad de las bombas
Menor consumo energético de vacío
Incremento y/o alteración de la actividad
microbiológica
21
Los problemas asociados al incremento de los sólidos en suspensión son los más
fáciles de resolver, por cuanto estos compuestos pueden ser eliminados mediante
sistemas de clarificación de las aguas de proceso. Sin embargo, una concentración
elevada de los mismos puede dar lugar a graves problemas por depósitos en
distintas partes del proceso de fabricación, mayor consumo de aditivos y pérdidas
de propiedades fisicas en el producto final. El ejemplo más característico son los
bloqueos de los rociadores en aquellas fábricas que reutilizan el agua de proceso
para esta aplicación.
Los problemas asociados al aumento de la materia orgánica en suspensión son
similares a los que se exponen a continuación referidos a la aglomeración de
materia coloidal. Con respecto al crecimiento de los sólidos inorgánicos en
suspensión, hay que considerar los efectos perjudiciales del incremento de cargas
en las aguas de proceso. A modo de ejemplo, pueden citarse:
}i;> Incremento de depósitos en los equipos de fabricación.
}i;> Incremento la abrasión en partes móviles, como bombas, rodillos, telas.
}i;> Reducción de la resistencia fisica y química del producto.
}i;> Disminución de la eficacia de determinados aditivos: agentes de encolado,
colorantes, etc.
}i;> Incremento de espumas cuando el carbonato cálcico se encuentra en medio
ácido.
Los problemas asociados al incremento de la materia disuelta y coloidal son los
que presentan una mayor importancia en la fabricación de papel. Se deben, en
general, al aumento de la concentración de sales inorgánicas, de la materia
orgánica y de los microorganismos.
La acumulación de sales inorgánicas en el sistema es uno de los aspectos
importantes que hay que considerar como detrimento en el cierre del sistema de
las aguas de proceso, debido al número elevado de problemas que pueden
acarrear, tanto en el proceso de producción, como en el producto. Los principales
problemas asociados con el incremento de la concentración de sales disueltas en
las aguas de proceso son:
22
� Posible disminución de la resistencia fisica del producto.
� Alteración de la química de la parte húmeda de la máquina de papel por la
interacción de las sales con aditivos incorporados en el proceso.
� Disminución de la blancura en presencia de altos niveles de Fe3+
� Incremento de los niveles de corrosión.
� Formación de depósitos de derivados del aluminio en procesos que operan
a pH superior a 5 y a altas concentraciones de especies de aluminio.
� Formación de incrustaciones inorgánicas debido a reacciones de
precipitación.
� Incremento del crecimiento microbiano como consecuencia del valor
nutritivo de las sales inorgánicas.
En cuanto a la materia disuelta y coloidal de naturaleza orgánica, los problemas
relacionados con los distintos tipos de pitch o grumos de resinas stickies o grumos
pegajosos y depósitos de microorganismos son los más importantes para los
fabricantes de papel. Estos depósitos son los responsables de problemas tales cono
la modificación de la química de la parte húmeda, la formación de depósitos en
los equipos y en el producto final, corrosión, producción de malos olores, roturas
de la banda de papel, etc.
ID. PROCESOS DE CLARIFICACIÓN DE AGUAS EN LA INDUSTRIA
DE PAPEL TISSUE
3.1. El concepto de la gestión del agua en la industria de papel Tissue
(naturaleza del informe)
El presente informe aborda en sí el proceso de clarificación del agua residual y el
porque de su tratamiento además de algunos inconvenientes que pueden surgir en
la reutilización. Este tratamiento del efluente se da exclusivamente porque el agua
es uno de los principales insumos que se utilizan en mayor cantidad además de ser
un recurso limitado y con esta reutilización se disminuyen costos de producción.
El reciclado del agua en la fabricación de papel Tissue también afecta a la calidad
del producto final. Los típicos defectos de mal funcionamiento identificados son la
menor resistencia del papel, el deterioro de la calidad en forma de agujeros y
manchas, menor retención, corrosión, problemas de olores, formación de espumas
e incrustaciones.
Este mal funcionamiento viene relacionado con la inevitable acumulación de
materia coloidal y disuelta conforme se van cerrando los circuitos del agua de
proceso.
Estos materiales pueden ser especificados a título de ejemplo corno sigue:
¡.. Residuos aniónicos.
¡.. DBO yDQO.
¡.. Stickies.
¡.. Ácidos grasos volátiles (VFA; Volatile Fatty Acids).
¡.. Calcio ( como dureza de calcio).
¡.. Sales.
¡.. Microorganismos.
El nivel de acumulación está claramente. relacionado con el grado de cierre.
Cuanta más agua es recirculada al proceso, mayor cantidad de materiales pueden
ser detectados en los circuitos del agua de proceso.
24
3.2. Procesos de clarificación de aguas residuales en la industria de papel
Tissue
La función de separar los sólidos del líquido, en el que se encuentran en estado
suspensión por su reducido tamaño, es primordial para infinidad de aplicaciones,
tanto industriales o bien para recuperar los sólidos valiosos, evitando su pérdida
en un efluente industrial (por ejemplo las fibras celulósicas en la industria
papelera), o bien para clarificar el líquido, reduciendo al máximo los sólidos en
suspensión.
En la industria de papel Tissue existen varios procesos de clarificación de aguas
residuales adicionales entre ellas vamos a mencionar algunas importantes:
)i> Decantación
)i> Filtración
)i> Flotación por aire disuelto
3.2.1. Clarificación de aguas con sistemas de membranas
Una filtración convencional no puede eliminar eficazmente los sólidos y materia
coloidal por debajo de 1 µm de tamaño. Una alternativa para dicha clarificación es
la floculación de la materia coloidal y su filtración con membranas.
La filtración por membrana es una técnica que separa las partículas en función de
su tamaño. El filtrado se denomina permeado y el concentrado se denomina
retenido. El modo qe operación se muestra en la figura. Lo más habitual es utilizar
un gradiente de presión para producir la separación.
Fig. 9 Sistemas de membranas tubulares
t·Perme;;:,,-no
111� [[ �I � i1 l�i 11 ij1i �I i [i � 11 li �ílj li l�i 1íl11Í � [I iíl1 il i1 ��;!;�: 11 1 > • • · E
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• Pe,me.iJdo
Re1e.11ido
A continuación se mencionan algunos aspectos que afectan a la selección de la
tecnología de membrana:
� La corriente de entrada, su composición y la carga hidráulica.
� El caudal de agua clarificada y la calidad requerida.
� Las filtraciones con elevadas presiones producen aguas muy clarificadas,
pero consumen más electricidad y deben ser equipadas con sistemas de
tratamiento eficientes para evitar el taponamiento de las mismas.
3.2.2. Tratamiento de efluentes mediante el uso de ozono
Debido al proceso de coloración las aguas contaminantes presentan un elevado
contenido de contaminantes. Tratamiento del agua clarificada en el proceso de
flotación de las aguas blanca de las máquinas de papel por filtración, y posterior
ozonización para su reutilización en el proceso, evitando así su vertido.
Con el tratamiento implantado se lograron buenos valores de decoloración de
aguas con dosificaciones de Ü3 entre 20 y 55 g/m3 para aguas poco coloreadas y
de 65 a 80 g/m3 para aguas coloreadas intensamente.
26
Además de estos efectos, se logra una reducción en el consumo de aditivos de
desgote para los lodos de unas 20 Tn/año, con la ventaja adicional de reducir el
efecto ambiental que produce el vertido de este tipo de productos. El
inconveniente es que la instalación del proceso es de costo muy elevado.
3.3. Tecnologías de control de residuos para efluentes líquidos (procesos de
clarificación aplicables al agua residual en la fabricación de papel
Tissue)
Para la fabricación de papel Tissue esta función se suele realizar
convencionalmente por dos sistemas principales: decantación y la filtración. El
primero consiste en retener en un depósito el líquido que contiene sólidos en
suspensión (normalmente aglomerados en partículas mayores por medio de la
floculación) de modo que decanten al cabo de un cierto tiempo en el fondo, de
donde se van retirando continua o periódicamente. La filtración por su parte
consiste en forzar el paso del líquido a través de medio filtrante ( mallas con
diferentes medidas, arena, etc.), donde son retenidos los sólidos, que
posteriormente se retiran limpiando el medio filtrante.
Flotación por aire disuelto
La flotación por aire disuelto es el tercer sistema. Se basa en el principio de la
solubilidad del aire en el agua sometida a presión. Consiste fundamentalmente en
someter el agua bruta ya floculada a presión durante cierto tiempo en un
recipiente, introduciendo simultáneamente aire comprimido y agitando el
conjunto por diversos medios, hasta lograr la dilución del aire en el agua.
Posteriormente despresuriza el agua en condiciones adecuadas, desprendiéndose
gran cantidad de micro burbujas de aire. Estas se adhieren a los flóculos en
cantidad suficiente para que su fuerza ascensional supere el reducido peso de los
flóculos, elevándolos a la superficie, de donde son retirados continua o
periódicamente, por distintos medios mecánicos.
27
Con objeto de ahorrar energía por un lado y por otro para evitar al máximo la
posible destrucción de flóculos en el turbulento proceso de creación de micro
burbujas, normalmente no se presuriza el caudal total de tratamiento, sino un
caudal parcial de agua clarificada recirculada suficiente para crear las micro
burbujas necesarias para el proceso.
3.4. Selección del proceso de clarificación para el agua residual de papel
Tissue
Para la selección del proceso solo mencionaremos las ventajas que ofrece el
proceso de flotación por aire disuelto con respecto a los demás procesos. La
flotación por aire disuelto presenta grandes ventajas, entre las que destacaremos
siguientes:
3.4.1. Tiempo de retención
La flotación es un fenómeno mucho más rápido que la sedimentación, precisando
tanto un espacio ocupado mucho menor y un tiempo de retención muy breve.
3.4.2. Concentración de los sólidos separados
Los sólidos decantados están sumergidos permanentemente en un medio líquido,
por lo que su concentración tiene un límite muy bajo. Los sólidos flotados, por el
contrario, están sobre un medio líquido, pero en contacto con el aire, pudiendo
alcanzar concentraciones muy superiores a los sedimentados.
3.4.3. Productos químicos
Los flóculos convenientes en la sedimentación deben ser grandes y bien formados,
con objeto de acelerar el proceso. Para ello es precisa la adición de determinadas
cantidades de productos químicos y la retención previa en floculadores para la
buena formación de los flóculos.
28
La flotación, en cambio, necesita solamente flóculos incipientes de reducido
tamaño, suficiente para la adhesión de las micro burbujas. La cantidad necesaria
de productos químicos será consiguientemente menor, así como el tiempo de
formación del flóculo.
A modo de ejemplo mediante un problema de aplicación determinaremos una de
las formas de la elección de éste proceso de clarificación:
Calcular la velocidad de sedimentación de un flóculo particulado de 1 O µm con
una densidad de partículas de 111 O kg/ m3 para una temperatura de agua en
verano de 20ºC y en invierno de 4ºC; así también calcular la velocidad
ascensorial de este flóculo agregado a una burbuja de aire de 40 µm para las
mismas condiciones de temperatura.
Desarrollo del ejemplo:
a) Velocidad de sedimentación del flóculo. Para resolver el problema se requiere
la densidad del agua y la viscosidad absoluta para las dos temperaturas del agua:
Temperatura (ºC) Densidad (kg/m_j) Viscosidad Absoluta (N.s/ml)
4 999,97 1 6527 * 10-J ' 20 998,20 1 0019 * 10-J ,
>-" Para 20ºC según la ley de Stokes para sedimentación de partículas. La
ecuación:
vp= g (pp- Pw)d/= 9,8(1 l 10-998,2)(10xl0-6)2m x 3600 s = 0,002 m/h
18 µ 18 X 1,0019 X 10-3 S X
>-" De la misma forma para 4ºC: vp= 0,012 m/h
h
b) Velocidad ascensorial de una burbuja de aire de 40 µm agregada a una partícula
flocular de 1 O µm. Para resolver el problema se precisan las constantes de
29
densidad del agua y de viscosidad (presentadas antes) y las densidades del aire
(saturado con vapor de agua) a 4ºC y 20ºC son 1,27 y 1, 19 kg/m3 respectivamente.
� Para20ºC:
Para calcular ]a ve]ocidad ascensorial, deben calcularse la densidad de ]a
burbuja de aire con partícula flocular agregada y el diámetro equivalente de la
partícula-burbuja flocular agregada. Se usan las siguientes ecuaciones
(ecuaciones modificadas de Stokes):
103 + 403
Nótese que e] diámetro esférico equivalente del agregado flocular partícula
burbuja no es mucho mayor que la burbuja. Esto es porque db >>dp . A partir
de la siguiente ecuación se determina la velocidad ascensorial del aglomerado
partícula-burbuja:
Vpb = g (Pw- Pph)dpb2
= 9,8(998,2-18,1)(40,2 X I0-6)2m X 3600 s = 3,1 m/h
18 µ 18 X 1,0019 X 10-3S X
� Para los 4ºC los resultados son los siguientes:
Ppb = 18,2 kg/m3
dpb = 40,2 µm
Vpb = 1, 9 mfh
h
Estas velocidades ascensoriales son mucho mayores que las velocidades de
sedimentación de las partículas y demuestran de un modo el porque de su
utilización en el caso de la industria de papel tissue.
30
En el caso de la industria de papel tissue el método utilizado para clarificar el
agua es de flotación por las ventajas explicadas anteriormente.
Donde:
vp : velocidad de sedimentación del flóculo
g : gravedad
PP : densidad de la partícula (flóculo}
Pw : densidad del agua
dp
: diámetro de la partícula
Vpb : velocidad ascensorial del aglomerado partícula-burbuja
Ppb : densidad de la burbuja de aire con partícula flocular agregada
dpb : diámetro equivalente de la partícula-burbuja flocular agregada
Nab: número de burbujas de aire agregado a la partícula flocular
Ph densidad del aire (saturado con vapor de agua)
db diámetro de la burbuja de aire
µ : viscosidad
En base a los datos de la velocidad de ascenso de los flóculos podemos
dimensionar el tanque clarificador, partiendo de la ley de Henry ( diferencia de
solubilidades).
Donde:
Sa
F
p
p
Sa
R
=
=
A= 1,3sª(Fp-1)Rs sa Q
Ec. 6.37 Ingenieria de agua residuales Metcalf
relación óptima aire - sólidos ml (aire)/ mg (sólidos)
solubilidad del aire (ml/1)
fracción de aire disuelto a la presión P
presión, atm
presión manométrica, kPa
concentración de sólidos en el fango, mg/1
caudal de recirculación presurizada , m3 /día
3 1
Q caudal de líquido -mezcla , m3 /día.
Datos:
0.008 ml/mg
T = 2 0ºC
sa(solubilidad del aire) = 18,7 mVl
Presión del sistema de recirculación = 4 00 kPa = 400 + lOl,35 = 4 ,95 atm
101,35
Fracción de saturación = 0.5
Carga de superficie = 8 Vm2 x min.
Caudal de líquido mezcla = 4 00 m3 /día
Tiempo de retención = 1 h = 0,04 17 día
Sa = 3 000 mg/1
O 008 = 1,3 (18, 1ml / l) [0,5( 4 ,95) -1] R' 3 000 mg / l ( 400m3
/ d)
R =267 ,73 m3 /d
A= 267 ,73m3
8 l/m2 x min (60 mini h) (2 4h /d) ( 10-3 m3 Id)
A = 23 ,4 m2
7t r2 = 23 4m2
'
r = 2,72 m
Q= V
t =
H(a1tura tanque) = O, 72 m
400 m3/d = 23 ,24 m
2 x H
0,0417d
H = 0,72 m (1,3) multiplicado por 1,3 (factor de rebose)
H=0,94m.
32
3.5. Procesos de clarificación de agua en flotación por aire disuelto
3.5.1. Elementos necesarios en la clarificación
� Coagulante (inorgánico o sintético).
� Floculante.
� Aire.
� Agua a clarificar.
A continuación se presentan algunos ejemplos del tiempo de decantación de
distintas partículas.
Partícula Dimensión
Piedra 100mm
Arena 0.1mm
Silt 0.01mm
Bacteria 0.001mm
Partículas coloidales 0.0001mm
3.5.2. Necesidades y aplicaciones de los polímeros
Tiempo
2 seg.
80 seg.
110 rnin.
180 horas
2 años
Los polímeros son necesarios en el proceso de clarificación ya que con ellos se
forman partículas de adecuado tamaño para la mejor flotación de dichas partículas
así los típicos tratamientos para clarificación son:
� Floculante catiónico.
� Coagulante catiónico mas floculante catiónico.
� Coagulante catiónico mas floculante aniónico.
3.5.3. Inyección de aire al sistema
};> Flujo total.
};> Flujo parcial.
};> Recirculación.
33
3.5.4. Etapas en el proceso de flotación por aire disuelto
};> Coagulación: neutralización de cargas como resultado de la modificación
de la carga de cada partícula, de manera que éstas no se repelen mas.
};> Floculación: después de la neutralización de cargas se forman puentes en
las partículas coaguladas .asociándose en agregados discretos.
Produce estructuras de flocks compactas y pequeñas.
Fig.10 Etapas en el proceso de clarificación
Floculación Formación de pares entre las partículas, por la acción de los
polímeros, generando aglomerados discretos.
llaacion del Floculante
Coagulación
Floculacion por Bridging de las Partículas
Disminuye las fuerzas de repulsión entre la carga y finos a través de formación de "patches" (neutralizazción de cargas).
o+
o Finos y Cargas
Coagulante
..
Aglomemclon de Finos y Cargas por "Patching·
34
3.6. Aplicación de polímeros en DAF
� Aire disuelto en agua y control de tamaño de burbujas a través de caída de
presión.
� Utiliza principio de la "velocidad cero" para permitir la flotación de los
flóculos.
� Sólidos son removidos en cuchara de rotación.
>" Polímero es inyectado inmediatamente antes del clarificador.
� Coagulante o sulfato de aluminio alimentado en la succión de la bomba de
alimentación.
3.7. DAF-Principios generales de operación
� La flotación por aire disuelto utiliza los principios de velocidad "cero"
permitiendo una flotación de sólidos mas efectiva.
>" El aire es disuelto sobre presión, para flujo total o parcial (típico 25% de
reflujo).
>" Se utiliza un ADT (tubo de dilución de aire) para generar microburbuja.
>" Se requiere presión en la entrada del ADT y a través de una válvula de
globo, la que produce mayor corte para generar burbujas de aire de tamaño
correcto.
� Entrada típica de presión es 5.5 bar con caída de presión de 0.5 bar (salida
del ADT 5 bar).
� El agua aireada se mezcla en el flujo principal permitiendo la formación de
"microburbujas" cuando se tenga presión atmosférica.
>" Estas burbujas se adhieren a los flóculos, causando la flotación.
El sector de la industria de papel Tissue consume una gran cantidad de agua por lo
que es necesario aumentar el grado de cierre de los circuitos. Para cerrar los
circuitos evitando la acumulación de contaminantes es necesario clarificar las
aguas de proceso antes de su reutilización.
35
Procedimiento en el proceso DAF:
La suspensión a tratar, proveniente del proceso, se satura en aire, total o
parcialmente y se introduce por la parte inferior de la célula de flotación donde se
expande y como resultado se desprenden burbujas de aire que estaban absorbidas
en el seno del líquido. Las burbujas formadas atrapan las partículas de sólido y
suben a la superficie, formando espumas que serán recogidas para su eliminación
por medios mecánicos, mediante un sistema denominado cucharón, que no es más
que un tronco de cono que gira sobre la superficie del agua, recogiendo las
espumas formadas. El cucharón tiene en su interior una espiral para romper las
espumas y que éstas se recojan más fácilmente por el depósito interior de la
célula.
Se produce, igualmente, un fenómeno de sedimentación de las partículas y de los
agregados. Este sedimento es un desecho que se recoge mediante rascadores
situados en el fondo del depósito y se eliminan por la parte inferior de la célula.
Las aguas clarificadas, se obtienen por la parte lateral de la célula, donde la
formación de espumas es menor.
Fig.11 Obtención del agua clarificada de un proceso DAF
Cucharon
Alimentación
saiuracfa en
aire
Espuma
Agua cf¡ra
Sedimento
Fig.12 Equipo de clarificación de agua (Supercell)
IV. CONCLUSIONES
4.1.Reutilizar el agua en la industria de los procesos y en caso en la industria del
papel Tissue (por el volumen de agua utilizado entre 15 a 20 m3 por
Tonelada de papel producido), es muy importante ya que el agua es un
recurso natural limitado.
4.2.De la obtención de una adecuada clarificación de las aguas me indica que el
producto final tenga las características de un producto que se adecúe a los
estándares de control de calidad.
4.3.Usando la técnica DAF para el tratamiento de las corrientes adecuadas se
puede ajustar continuamente el grado de cierre de los circuitos del sistema
de agua, alcanzando la calidad de agua requerida para su reutilización en
distintas partes del proceso.
4.4.La flotación por aire disuelto (DAF) es un proceso para la eliminación del
material fino en una suspensión acuosa. La energía necesaria para la
flotación eficaz se aporta en la forma de burbujas de aire extremadamente
finas que se unen al material en suspensión. La atracción entre las
microburbujas y las partículas es un resultado de las fuerzas de adsorción,
que son función de las características de la superficie de la partícula, y de la
atracción fisica en la partícula.
4.5.La principal ventaja de la DAF es que además de eliminar los sólidos en
suspensión se puede eliminar parte de la materia coloidal presente en las
aguas.
4.6.La unión de dichas burbujas a la partícula reduce su densidad dando por
resultado una creciente flotabilidad, produciéndose la ascensión de dichos
agregados a la superficie, formándose espumas.
4.7.Los lodos flotados se separan, se desgotan y se evacuan con los residuos
sólidos de la planta.
4.8.Generalmente, se utilizan coagulantes y/o floculantes para favorecer la
desestabilización de la materia disuelta y coloidal, formando flóculos que se
unen más fácilmente a las burbujas formadas.
38
4.9.La eficiencia óptima del sistema es buena, pero depende de diversos factores
que deben ser monitorizados y controlados: pH, caudal, tamaño de las
burbujas de aire, consistencia de las aguas, dosificación de floculantes, etc.
4.1 O. Con respecto a la materia prima utilizada es de gran importancia
ambiental, ya que los papeles y cartones usados se aprovechan como materia
prima en la industria papelera. De no ser así, se convertirían en desperdicios
urbanos, lo que obligaría a construir nuevos vertederos sanitarios en las
ciudades.
4.11. Por otra parte, el aprovechamiento de los papeles y cartones usados para
fabricar nuevos productos ·permite un considerable ahorro de materia prima,
aspecto que favorece los sistemas de fabricación de productos de papel con
fibra reciclada.
4.12. Es posible promover el reuso, la reducción y el reciclaje de las cajas y
otros envases y embalajes, así como incentivar a las organizaciones de las
comunidades, a los supermercados, escuelas y tiendas, a la instalación de
programas de reciclaje de papel y cartón.
V. BIBLIOGRAFÍA
1) CASEY J.P. "Pulpa y papel - Química y Tecnología química". Tercera
edición. Editorial Limusa. México DF. 1991. Sistemas de recirculación del
agua blanca Pág. (486-501).
2) VERGARA Y.F. "Tratamiento de aguas industriales". Segunda edición.
Kovi Editores. Lima -Perú. 1985. Capítulo III Purificación del agua
industrial Pág. (91-103).
3) HENGLEIN F.A. "Tecnología Química". Segunda edición. Urmo S.A.
Ediciones. España. 1975. Capítulo 2 Sedimentación (clarificación)
Flotación (tratamiento) Pág. (113-116).
4) SMOOK G.A. "Manual para técnicos de pulpa y papel". Tappi Tecnology
Park Atlanta. USA. 1990. Capítulo 1 Importancia del papel Pág. (1-5).
5) URSO Servicios Medioambientales, S.L. http://www.urso.es/
6) Estudios de impacto ambiental, http://www.tanswer.cl/
40
GLOSARIO DE TÉRMINOS
Algodón: cuyas fibras tienen una longitud superior a los 12 mm y se utilizan en la
fabricación de papeles finos de escritura.
Bagazo: Cáscara que queda después de desecha la baga ( cápsula que contiene las
semillas del lino) y separada de ella la linaza.
Blocks: piezas de madera libre de nudos de largos variables
Cáñamo: con fibras de longitud superior a los 5 mm, procedentes de cordeles
viejos y otros desperdicios. Sirven como materia prima para la producción de
papel de fumar.
Celulosa: Sustancia que conforma las paredes celulares de las plantas.
Consistencia: corresponde al porcentaje de fibras y/o sólidos suspendidos
contenida en la solución, medida en porcentaje en base seca.
Cuchillo crepador: lámina metálica aplicada al cilindro secador que separa de
éste la hoja de papel y la arruga, otorgándole una textura rugosa que imita a la del
género y que le da sus propiedades de flexibilidad, absorción y suavidad.
Drenaje: Desagüe, natural o artificial, de un terreno. Conjunto de obras realizadas
para asegurar la evacuación del exceso de agua de un terreno. Drupa: Fruto
carnoso, procedente de un solo carpelo, con un hueso en su interior ( endocarpo
leñoso).
Fibra: Célula alargada, fusiforme o filiforme, mucho más larga que ancha.
Gramaje: es la masa de la unidad de superficie del papel expresada en gramos
por metro cuadrado. Esta medida es importante ya que de la misma depende la
regulación de la pasta de papel en la máquina, en función del peso en gramos por
metro cuadrado que se va a dar al papel
41
Gofrado: creación de una textura rugosa que imita la del género mediante un
cuchillo especializado.
Hemicelulosa: elemento que forma parte de la pared celular de la celulosa. Es una
cadena de glucosa más corta que la celulosa.
Lignificado: Con incrustación de lignina y otras sustancias en las membranas
celulares. Convertido en madera.
Lignina: Sustancia que refuerza las células, confiriéndoles consistencia y rigidez.
Lodos: residuos sólidos y pesados, resultantes del proceso de filtrado del licor
blanco.
Madera: Tejido principal de sostén y conducción de agua de los tallos y raíces.
Se caracteriza por la presencia de elementos traqueales. Prácticamente es la parte
sólida sin corteza proveniente del tronco, ramas o raíces de un árbol.
Papel tissue: papel suave y absorbente para uso doméstico y sanitario, que se
caracteriza por ser de bajo peso y crepado.
Pigmento: Sustancia coloreada.
Polímero: compuesto químico natural o sintético que consiste esencialmente en
unidades estructurales repetidas.
Polvo de papel: más que de una característica podemos hablar de un defecto del
papel, debido a la presencia de partículas que por frotación se desprenden del
papel durante la impresión o la transformación del mismo. Este defecto está
presente fundamentalmente en las pastas mecánicas, en las pastas poco refinadas o
en las pastas recicladas.
Proceso Kraft: es el proceso de fabricación de celulosa química más común a
nivel mundial, caracterizada por ser un proceso eficiente, cíclico y cerrado. Los
42
chips de maderas son cocidos en una solución alcalina basada en sulfitos y soda
cáustica para extraerle la lignina, que luego es quemada para generar la energía
necesaria en los procesos y los químicos se recuperan para usarlo nuevamente.
Pulpa: Suspensión acuosa del producto resultante de la madera tratada por
desintegración mecánica o tratamiento químico. En el primer caso, la pulpa (p.
mecánica) está formada por minúsculos fragmentos de madera; en el segundo
(pulpa química) está formada por fibras celulósicas, habiendo sido separada la
lignina por digestión química a partir de una pulpa mecánica. Existen tratamientos
intermedios y variantes de los químicos, que proporcionan diferentes variedades
de pulpas.
Pulpa blanqueada, sulfato: Pulpa química de madera al sulfato (kraft) y a la
sosa, excepto la soluble. Pulpa de madera obtenida reduciendo mecánicamente a
partículas pequeñas madera de coníferas o no coníferas, y cociéndola después en
autoclave en presencia de licor de cocción consistente en una mezcla de hidróxido
de sodio y sulfuro de sodio. Las dos clases son: blanqueadas (incluidas las
semiblanqueadas) y sin blanquear.
Pulpa blanqueada, sulfito: Pulpa química de madera al sulfito, excepto la
soluble. Pulpa de madera obtenida reduciendo mecánicamente a partículas
pequeñas madera de coníferas o no coníferas, y cociéndola después en autoclave
en presencia de licor de cocción al bisulfito. Las dos clases son: blanqueadas
(incluidas las semiblanqueadas) y sin blanquear.
Pulpa de madera, mecánica: Pulpa de madera obtenida moliendo o desfibrando
troncos, cartones, rollizos, etc., o refinando astillas de coníferas o no coníferas.
Puede ser blanqueada o no. No se incluye. la pulpa de fibras desintegradas y la
desfibrada y sí, la pasta quimiomecánica y la termomecánica.